一组研究人员合作表征了kesterite薄膜太阳能电池光吸收层中的电子空穴分离。该研究有望提高太阳能电池的效率，促进绿色能源的使用。这项研究发表在《碳能源》杂志上。
太阳能电池是将太阳的光能转化为电能的发电装置，具有环保、无限利用太阳能等优点，正在成为下一个能源，备受关注。特别是由铜、锌、锡等材料制成的kesterite薄膜太阳能电池，具有资源平衡和成本效益高的优点。尽管进行了大量的研究，但kesterite薄膜太阳能电池的效率仍然相对较低。
Kesterite薄膜太阳能电池吸收来自太阳的光，产生电子和空穴，它们再次相互结合产生电能。然而，在这个过程中，损失发生了。为了解决这个问题，确定导致电子和空穴快速分离的电子空穴分离的性质是很重要的。
在此背景下，本研究使用扫描探针显微镜来表征光吸收层中晶体内部和界面处的电子空穴分离。研究小组研究了吸光层的结构特征和电子-空穴分离的效率。最重要的是，他们详细分析了晶体内部和界面的不同能级是如何影响电子-空穴分离的。
韩国科学技术院能源环境技术部的杨基正、金大焕、姜镇圭等人组成的研究小组表示，薄膜太阳能电池的吸光层表面和近表面的晶体界面处的能级较高，电子在晶体内部运动，因此晶体内的流动在电流中占主导地位。然而，在吸光层内部却出现了相反的行为。在这种情况下，晶体界面上的缺陷可能导致电子-空穴复合损失。
研究小组提出，在晶体之间的界面处均匀地形成比晶体内部具有更高能级的光吸收层对于提高kesterite薄膜太阳能电池的效率非常重要;可以利用适当的元素掺杂来做到这一点。
能源环境技术部首席研究员杨基正(音)表示:“在太阳能电池研究领域，原子力显微镜一直局限于光吸收层的表面，但此次研究提出了可以分析整个光吸收层及其结果的方法，具有重要意义。”
“本研究中使用的原子力显微镜方法有望为理解载流子行为的本质提供方向，不仅在薄膜太阳能电池中，而且在许多其他应用中。”
更多信息:Dae - Ho Son等，效率超过12%的柔性CZTSSe太阳能电池的垂直平面深度分辨表面电位和载流子分离特性，Carbon Energy(2024)。DOI: 10.1002/cey2.434由DGIST(大邱庆北科学技术研究所)提供引文:研究人员确定薄膜太阳能电池中电子空穴分离的原因，以提高太阳能电池效率(2024,5月8日)检索自2024年5月8日https://techxplore.com/news/2024-05-electron-hole-thin-solar-cells.html此文档受版权保护。除为私人学习或研究目的而进行的任何公平交易外，未经书面许可，不得转载任何部分。内容仅供参考之用。
